DE19922667A1 - Method and arrangement for controlling plants and / or processes using mobile communication networks - Google Patents
Method and arrangement for controlling plants and / or processes using mobile communication networksInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Steuerung von Anlagen und /oder Prozessen, bei dem Teile eines vorhandenen Mobilkommunikationsnetzes mitverwendet werden. Es werden dabei zusätzlich zu der durch Standards tes gelegten Funktionsweise des Mobilkommunikationsnetzes Steuerungsinformationen und Signalinformationen über Teile des Mobilkommunikationsnetz übertragen, um Sonderanwendungen im Sinne der Erfindung durchführen zu können.The invention relates to a method and an arrangement for Control of plants and / or processes in which parts of an existing mobile communication network become. It will be in addition to that through standards tes established mode of operation of the mobile communication network Control information and signal information about parts of the mobile communication network to Perform special applications in the sense of the invention can.
Das hier näher betrachtete Gebiete im Umfeld der Erfindung sind die Steuerung von Verkaufsautomaten durch den Automatenbenutzer oder auch die Fernwartung oder Fern- Meßdatenübertragung von zu überwachenden Anlagen. Es sind seit längerem mehr oder weniger erfolgreiche Versuche/Projekte bekannt, die allgemeine GSM- Netzinfrastruktur für Systemlösungen zu verwenden.The areas considered in more detail here in the context of the invention are the control of vending machines by the Vending machine users or remote maintenance or remote Measurement data transmission from systems to be monitored. It has been more or less successful for a long time Trials / projects known, the general GSM Use network infrastructure for system solutions.
Insbesondere sind folgende Typen von Anwendungen in der
öffentlichen Diskussion:
In particular, the following types of applications are in public discussion:
- a) Micro-payment Lösungen: Ein Mobilfunk-Kunde benutzt seine Mobilstation für bargeldloses Bezahlen. Die Bezahlung erfolgt durch das Absenden eines (authentisierten) Auftrags von der Mobilstation zu einer Micro-payment-Zentrale. Die fälligen Beträge werden entweder im Rahmen der Mobilfunk- Rechnung oder mit einer speziellen Rechnung für alle Micro payment Vorgänge abgerechnet.a) Micro-payment solutions: A mobile customer uses his mobile station for cashless payments. The payment takes place by sending an (authenticated) order from the mobile station to a micro-payment center. The due amounts are either Invoice or with a special invoice for all micro payment transactions settled.
-
b) Datenanwendung ohne vollwertige GSM-Subskription:
Hierbei handelt es sich überwiegend um Anwendungen im Bereich Überwachung, die nur gelegentlich kleinere Datenmengen übertragen. Für diese Anwendungen ist die Verwendung einer vollwertigen GSM-Subskription, inkl, einer Rufnummer nicht wirtschaftlich. Als Beispiel kann ein Getränke-Verkaufsautomat genannt werden, der beim Unterschreiten eines definierten Füllstands der Getränke den Betreiber zum Nachfüllen auffordert.b) Data application without a full GSM subscription:
These are mainly surveillance applications that only occasionally transmit small amounts of data. For these applications, the use of a full GSM subscription, including a phone number, is not economical. An example is a beverage vending machine that prompts the operator to refill when the beverage falls below a defined fill level.
Zu a.:
Eine GSM-basierte Micro-payment-Lösung soll folgende
Anforderungen erfüllen:
For a .:
A GSM-based micro-payment solution should meet the following requirements:
- - Zahlung muß schnell erfolgen- Payment must be made quickly
- - Lösung muß zuverlässig sein, sowohl im Bereich Verfügbarkeit/Qualität als auch im Bereich Sicherheit- Solution must be reliable, both in the area Availability / quality as well as in the area of security
- - Netzresourcen sollen wenig belastet werden- Network resources should be used little
- - Man-Machine-Interface (MMI) muß einfach sein- Man-machine interface (MMI) must be simple
- - Verwendung der im Markt befindlichen Endgeräte sollte möglich sein- Use of the devices on the market should be possible
Zu b.:
Eine Datenanwendung ohne vollwertige GSM-Subskription soll
folgende Anforderungen erfüllen:
To b .:
A data application without a full GSM subscription should meet the following requirements:
- - Datenübertragung muß schnell erfolgen- Data transmission must take place quickly
- - Lösung muß zuverlässig sein, sowohl im Bereich Verfügbarkeit/Qualität als auch im Bereich Sicherheit- Solution must be reliable, both in the area Availability / quality as well as in the area of security
- - Netzresourcen sollen wenig belastet werden, insbesondere keine Zuteilung von Rufnummern an die mobilen Anwendungen- network resources should be used very little, especially none Allocation of phone numbers to the mobile applications
Für diese vorgenannten Anforderungen ist die Verwendung eines Mobilkommunikationsnetzes im herkömmlichen Sinne nicht zufriedenstellend einsetzbar, da zu viele Netzressourcen belegt werden und dadurch diese Anwendungen nicht wirtschaftlich tragbar sind.The use is for these aforementioned requirements a mobile communication network in the conventional sense cannot be used satisfactorily because there are too many Network resources and thus these applications are not economically viable.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren anzugeben, welches bei den genannten Steuerungsverfahren und Übertragungsverfahren, die mit Hilfe eines Mobilkommunikationsnetzes durchgeführt werden, eine solche technische Lösung bietet, den technischen Gesamtaufwand für diese Anwendungen reduziert.The object of the invention is therefore a method specify which of the control methods mentioned and transmission methods using a Mobile communication network are carried out, such offers technical solution, the total technical effort for reduced these applications.
Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 bzw. 12 erreicht. Ausgestaltungen der Lösungsidee sind in den zugehörigen Unteransprüchen angegeben.The solution to this problem is given by the characteristics of Claims 1 and 12 achieved. Refinements of the solution idea are in the associated Subclaims specified.
Der Vorteil der Erfindung ergibt sich einerseits dadurch, daß durch die teilweise Mitbenutzung eines vorhandenen Mobilkommuniktionsnetzes der Investitionsbedarf für die Sonderanwendung geringer als bei einer Alleinlösung ist. Außerdem reduziert sich die Kostenbelastung des Mobilkommunikationsnetzes durch die Zusatznutzung. Bei Verwendung handelsüblicher Endgeräte für die Sonderfunktionen, was anzustreben ist, ist die Akzeptanz beim Nutzer des Mobilkommunikationsnetzes für solche Sonderdienste besonders hoch.The advantage of the invention results on the one hand from that by sharing an existing one Mobile communication network the investment need for Special application is less than with a stand-alone solution. In addition, the cost burden of the Mobile communication network through the additional use. When using commercially available devices for the Special functions, what is desirable is acceptance for users of the mobile communication network Special services particularly high.
Im folgenden werden Beispiele für die Anwendung der
Erfindungsidee angegeben:
Die Kommunikation vom mobilen Endgerät bzw. der
entsprechenden Anwendung zum Mobilkommunikationsnetz
erfolgt bei Benutzung eines GSM-Netzes unter Verwendung von
Informationselementen der standardisierten
Signalisierungsprotokolle. Die verwendeten Nachrichten bzw.
Informationselemente werden an geeigneten Stellen im GSM-
Netz aus der Signalisierung ausgefiltert und in ein
dediziertes Netz (z. B. TCP/IP basiert) überführt. In dem
dedizierten Netz (im folgenden Anwendungsnetz genannt)
werden die Nachrichten/Informationselemente zu einem
Anwendungsrechner weitergeleitet. Denkbar ist die
Verwendung eines ein zentralen Anwendungsrechners, der
bestimmte Regionen abdeckt oder der für bestimmte
Anwendungen zuständig ist. Der Anwendungsrechner kann
innerhalb des gleichen Dialogs dem mobilen Endgerät eine
Antwort zurück signalisieren.The following are examples of the application of the inventive idea:
Communication from the mobile terminal or the corresponding application to the mobile communication network takes place when using a GSM network using information elements of the standardized signaling protocols. The messages or information elements used are filtered out of the signaling at suitable points in the GSM network and transferred to a dedicated network (for example based on TCP / IP). The messages / information elements are forwarded to an application computer in the dedicated network (hereinafter referred to as the application network). It is conceivable to use a central application computer which covers certain regions or which is responsible for certain applications. The application computer can signal a response back to the mobile terminal within the same dialog.
Darüber hinaus kann der Anwendungsrechner autonom einen Dialog zu dem mobilen Endgerät aufbauen.In addition, the application computer can autonomously one Establish a dialogue with the mobile device.
Grundsätzlich sind für den Transport vom mobilen Endgerät zum Netz alle Protokollelemente geeignet, die vom Endgerät mit beliebiger Information gefüllt und anschließend zum Netz übertragen werden können.Basically are for transport from the mobile device suitable for the network all protocol elements that are from the terminal filled with any information and then to Network can be transmitted.
Besonders geeignet ist die im GSM-Standard vorgesehene Unstructured Supplementary Service Data Prozedur (USSD), die eine rufunabhängige Kommunikation zwischen einem Mobilfunkteilnehmer und dem GSM-Netz ermöglicht.The one provided in the GSM standard is particularly suitable Unstructured Supplementary Service Data Procedure (USSD), which is call-independent communication between one Cellular subscribers and the GSM network enables.
Im Gegensatz zu dem standardisierten USSD-Ansatz wird hier ein Ausfiltern der USSD-Nachricht aus den Signalisierungsfluß an geeigneten Stellen vorgeschlagen.In contrast to the standardized USSD approach, here filtering out the USSD message from the Signaling flow proposed at suitable points.
Fig. 1 zeigt die prinzipielle Anordnung. Fig. 1 shows the basic arrangement.
An den Filterpunkten wird der Signalisierungsfluß nicht transparent weitergeleitet sondern die betroffenen Nachrichten/Informationselemente protokollkonform mit einem Multiplexer ausgefiltert bzw. eingefügt. Diese Aufgabe wird von einem Filter (Message Filter) wahrgenommen, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.The signaling flow is not passed on transparently at the filter points, but the messages / information elements concerned are filtered out or inserted in accordance with the protocol using a multiplexer. This task is performed by a filter (message filter), as shown in FIG. 2.
Die Filterfunktion muß jedoch nicht auf allen Ebenen des Protokolls erfolgen. So ist es beispielsweise nicht unbedingt notwendig, allgemeine Funktionen wie Identifizierung, Authentifizierung und Verschlüsselung auszufiltern, diese Funktionen können wie üblich durchgeführt werden, um anschließend den authentifizierten Dialog auszufiltern.However, the filter function does not have to be at all levels of the Protocol. For example, it is not absolutely necessary, general functions like Identification, authentication and encryption filter out these functions as usual be carried out in order to subsequently the authenticated Filter out dialogue.
Zwei Filterpunkte sind sinnvoll möglich, zum einen auf dem A-Interface und zum anderen auf dem MAP-Interface. Die wesentlichen Merkmale sowie deren Vor- und Nachteile werden im folgenden zusammengefaßt:Two filter points are possible, one on the A-interface and the other on the MAP interface. The essential features as well as their advantages and disadvantages summarized below:
- - Minimale Belastung der GSM-Netzinfrastruktur- Minimal load on the GSM network infrastructure
- - Keine unnötigen Zeitverluste durch die Verarbeitungszeiten im Netz- No unnecessary wasted time due to the Processing times in the network
- - Ortsbezogene Daten des mobilen Endgeräts verfügbar und kann somit in der Applikation verwendet werden- Location-related data of the mobile device is available and can therefore be used in the application
- - Anzahl der A-Interface im Netz ist relativ groß → Anzahl Message Filter groß- The number of A-interfaces in the network is relatively large → number Message filter large
- - Filterfunktion greift auch für Teilnehmer die außerhalb des Heimatnetzes roamen- Filter function also applies to participants outside roaming the home network
- - Relative zu der Anzahl A-Interfaces ist die Anzahl MAP- Interfaces gering- Relative to the number of A interfaces is the number of MAP Interfaces low
Die Anordnung kann, bei entsprechender Installation von
Message Filters,
The arrangement can, with appropriate installation of message filters,
- - flächendeckend (an allen A-Interfaces oder an allem MAP- Interfaces zum HLR)- Comprehensive (on all A interfaces or on all MAP Interfaces to HLR)
- - regional (ausgewählte A-Interfaces)- regional (selected A-interfaces)
- - IMSI-Bereich abhängig (ausgewählte MAP-Interfaces zum HLR)- IMSI area dependent (selected MAP interfaces for HLR)
aufgebaut und betrieben werden. In allen drei Fällen werden die installierten Message Filter mit einem oder mehreren Anwendungsrechnern via das Anwendungsnetz verbunden. In dem Anwendungsrechner werden die Nachrichten empfangen, ausgewertet, die erforderlichen Aktionen eingeleitet und die entsprechende Rückmeldung zum mobilen Endgerät zurückgesendet.be built and operated. In all three cases the installed message filter with one or more Application computers connected via the application network. By doing Application computers will receive the messages evaluated, the necessary actions initiated and the corresponding feedback to the mobile device sent back.
Anhand von zwei Beispielen wird dies verdeutlicht.This is illustrated using two examples.
Fig. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung auf Einrichtungen und Abläufe auf einem öffentlichen Parkplatz. Fig. 3 shows the application of the invention to facilities and processes in a public parking lot.
Alternativ zum üblichen Entrichten der Parkgebühr am Parkscheinautomat können die Gebühren auch via Mobilfunk entrichtet werden. Hierzu meldet sich der Autofahrer beim Besetzen des Parkplatzes an und meldet sich bei Verlassen wieder ab. Die Meldungen erfolgen durch Eingabe und Absenden einer USSD-Nachricht (Ziffernfolge mit "#" als letztes Zeichen). Die Nachricht beinhaltet eine Ziffernfolge für "Parkplatz: anmelden" bzw. Parkplatz: abmelden" sowie die Parkplatznummer. Die Nachricht wird durch den Message Filter am A-Interface abgefangen und inklusive der IMSI zur Identifikation des Kunden und der Cell-ID zur Ortsbestimmung an den Anwendungsrechner übermittelt.As an alternative to the usual payment of the parking fee on Parking ticket machines can also charge the fees via mobile radio be paid. For this, the driver reports to Occupy the parking lot and reports when you leave off again. The messages are entered and entered Send a USSD message (string of digits with "#" as last character). The message includes one Numerical sequence for "parking space: register" or parking space: unsubscribe "and the parking lot number. The message will intercepted by the message filter on the A interface and including the IMSI to identify the customer and the Cell ID for location determination on the application computer transmitted.
Die Ortsbestimmung und die übermittelte Parkplatznummer definieren eindeutig einen bestimmten Parkplatz im Versorgungsgebiet. Durch die "Anmeldung" wird der betroffene Parkplatz im Anwendungsrechner auf den Status "ordnungsgemäß besetzt" gesetzt. Durch die "Abmeldung" wird der Parkplatz wieder freigegeben, die Parkdauer festgestellt und die fällige Forderung einem Abrechnungssystem (z. B. dem Mobilfunkabrechnungssystem) übermittelt.The location and the transmitted parking space number clearly define a specific parking space in the Coverage area. By "registration" the affected parking lot in the application computer on the status "properly occupied" set. Through the "de-registration" the parking lot is released again, the parking time determined and the claim due Billing system (e.g. the mobile phone billing system) transmitted.
Während der Parkdauer können Parkwächter durch Abfrage des Anwendungsrechners feststellen, ob der Parkplatz "ordnungsgemäß besetzt" ist.During the parking period, parking attendants can query the Application calculator determine whether the parking lot is "properly manned".
In Fig. 4 wird als weiteres Beispiel die Anwendung der Erfindungsidee auf die Steuerung eines Getränkeautomaten gezeigt.In FIG. 4, the application of the idea of the invention is shown on the controller of a beverage vending machine, as another example.
In (öffentlich) aufgestellten Getränkeautomaten wird ein (vereinfachtes) GSM-Telefon eingebaut. Im Gegensatz zu normalen GSM-Telefonen muß das Gerät nur die USSD-Funktion unterstützen. Prinzipiell kann die verwendete IMSI für andere Automaten/Anwendungen wiederverwendet werden. Die Zuteilung einer Rufnummer (MSISDN) ist nicht notwendig.In (public) drinks vending machines, a (Simplified) GSM phone built in. In contrast to In normal GSM telephones, the device only needs the USSD function support. In principle, the IMSI used for other machines / applications can be reused. The Allocation of a phone number (MSISDN) is not necessary.
Sobald der Füllstand eines Getränks eine vordefinierte Schwelle unterschreitet, versendet der Getränkeautomat eine USSD Nachricht. Die Nachricht beinhaltet einen Kode für die Automatenbetreiber, eine eindeutige Kennung des Automaten sowie einen Kode für das betroffene Getränk. Die Nachricht wird durch das Message Filter auf dem MAP- Interface zum HLR abgefangen und an den Anwendungsrechner übermittelt. Im Anwendungsrechner wird der Automatenbetreiber anhand des Nachrichteninhalt ermittelt und benachrichtigt.As soon as the fill level of a drink is a predefined one The drinks machine sends the threshold a USSD message. The message contains a code for the machine operator, a unique identifier of the Vending machines and a code for the drink concerned. The Message is through the Message Filter on the MAP Interface to the HLR intercepted and sent to the application computer transmitted. In the application computer, the Vending machine operator determined based on the message content and notified.
Für den Anwendungsfall "Datenanwendung ohne vollwertige GSM-Subskription" (Beispiel 2) kann auf ein vollwertiges HLR verzichtet werden und statt dessen eine Mini-HLR/AC- Funktion (z. B. Location Update, Send Authentication Parameter) in dem Message Filter integriert werden. IMSI können für andere Automaten/Anwendungen wiederverwendet werden. Die Zuteilung einer Rufnummer (MSISDN) ist nicht notwendig.For the use case "data application without full GSM subscription "(example 2) can be a full HLR are dispensed with and instead a mini HLR / AC Function (e.g. location update, Send Authentication Parameter) in the Message Filter to get integrated. IMSI can be for others Vending machines / applications can be reused. The allotment a phone number (MSISDN) is not necessary.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: T-MOBILE DEUTSCHLAND GMBH, 53227 BONN, DE |
|
8141 | Disposal/no request for examination |